楊陽,陳新
澳門大學(xué) 中華醫(yī)藥研究院中藥質(zhì)量研究國家重點實驗室,澳門 999078
癌癥依賴復(fù)雜的微環(huán)境持續(xù)生長、侵襲和轉(zhuǎn)移[1]。除癌細(xì)胞外,腫瘤微環(huán)境中還含有骨髓來源的炎癥物質(zhì),如淋巴細(xì)胞、細(xì)胞因子和含有多種蛋白多糖的細(xì)胞基質(zhì)[2]。 慢性炎癥和免疫抑制是腫瘤微環(huán)境的兩個重要特征。許多炎癥致癌的病例,如炎性腸病導(dǎo)致直腸結(jié)腸癌、幽門螺旋桿菌感染引起胃癌、乙型和丙型肝炎導(dǎo)致肝癌,都可以證明慢性炎癥在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到了重要作用[3]。越來越多的研究表明,慢性炎癥能夠激活免疫抑制細(xì)胞,從而導(dǎo)致免疫抑制腫瘤微環(huán)境的形成[4]。
在腫瘤患者體內(nèi)起免疫抑制作用的細(xì)胞主要有調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,這是一群具有強(qiáng)烈免疫抑制功能的CD4T細(xì)胞亞群,通過控制免疫反應(yīng)來維持免疫穩(wěn)態(tài),其特征是表達(dá)主轉(zhuǎn)錄因子Foxp3[5]。Treg細(xì)胞通過多種機(jī)制產(chǎn)生免疫抑制作用,包括:表達(dá)免疫抑制分子,如細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4(CTLA-4);消耗IL-2從而限制可供給Tconv細(xì)胞的細(xì)胞因子數(shù)量;產(chǎn)生免疫抑制分子,如IL-10、IL-35和TGF-β等;將ATP轉(zhuǎn)換成可以抑制T細(xì)胞活化的免疫調(diào)節(jié)代謝物腺苷;分泌顆粒酶或穿孔素以破壞效應(yīng)T細(xì)胞[6-9]。免疫逃逸機(jī)制是腫瘤發(fā)生中的關(guān)鍵過程,該過程涉及誘導(dǎo)或募集免疫抑制細(xì)胞,如Treg細(xì)胞。Treg細(xì)胞可以抑制抗腫瘤免疫,從而阻礙對癌癥發(fā)生發(fā)展的免疫監(jiān)視,幫助腫瘤進(jìn)行免疫逃逸并阻礙在攜帶腫瘤的宿主中有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答[10]。此外,與外周血相比,腫瘤中富集具有活化表型的Treg細(xì)胞,這與腫瘤患者的不良預(yù)后有關(guān),說明Treg細(xì)胞在癌癥發(fā)生發(fā)展中的重要性[11]。
中藥是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分,已廣泛應(yīng)用于抗腫瘤治療[12]。除對癌細(xì)胞的直接殺傷作用外,中藥還能通過抑制癌細(xì)胞增殖、緩解常規(guī)癌癥療法副作用、抑制腫瘤轉(zhuǎn)移、逆轉(zhuǎn)多藥耐藥和調(diào)節(jié)免疫功能等發(fā)揮其抗腫瘤作用[13]。免疫療法是目前腫瘤研究領(lǐng)域較為前沿的方向,其主要通過調(diào)節(jié)機(jī)體免疫微環(huán)境來達(dá)到殺傷或控制腫瘤細(xì)胞的目的[14]。T淋巴細(xì)胞是腫瘤免疫療法的核心,能否充分協(xié)調(diào)T淋巴細(xì)胞的功能,即限制免疫抑制性T細(xì)胞的功能,增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞識別“非自我”腫瘤抗原的能力,是腫瘤免疫療法的關(guān)鍵[15]。本文就中藥通過調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞,從而提高抗腫瘤免疫反應(yīng),進(jìn)而達(dá)到治療腫瘤的作用及其機(jī)制作一綜述。
由于煙草的流行、工業(yè)化發(fā)展造成的環(huán)境污染等原因使肺癌成為中國乃至全世界發(fā)生率和死亡率最高的癌癥之一[16]。最新的全球統(tǒng)計分析表明,在2012年全球診斷出肺癌新病例180萬例,同年有160萬人死亡[17]。在中醫(yī)理論中,肺癌歸屬于肺積、咳嗽、咯血、喘癥、胸痛、虛勞等范疇。
毛莨科烏頭屬植物的子根加工品附子主要化學(xué)成分為生物堿,有“回陽救逆第一品”之稱。目前,附子被廣泛用作抗腫瘤的輔助藥物,但其藥理機(jī)制尚不清楚[18]。Zhang等[19]研究發(fā)現(xiàn)附子聯(lián)合放射治療可以顯著抑制腫瘤生長,促進(jìn)腫瘤凋亡,延長小鼠的存活時間,具有顯著的放射增敏作用。放射治療后腫瘤組織中Treg細(xì)胞數(shù)量增加,可有助于放射治療期間的免疫逃逸。聯(lián)合附子治療能抑制單獨放射治療引起的Treg細(xì)胞水平升高,同時附子能夠降低IL-10、TGF-β等免疫抑制性細(xì)胞因子的水平。因此,附子可能通過阻斷放射治療期間的免疫逃逸,顯著增強(qiáng)放療的抗腫瘤功效。
在肺癌患者腫瘤組織、外周血和淋巴結(jié)中,Treg細(xì)胞的比例顯著增高。中藥可以通過下調(diào)Treg細(xì)胞的比例來降低免疫抑制功能從而促進(jìn)腫瘤免疫。肉桂是一種天然香料和調(diào)味材料,其活性成分肉桂醛、黃酮、萜類化合物和多酚起到預(yù)防氧化性損傷和免疫調(diào)節(jié)作用[20]。Zheng等[21]研究發(fā)現(xiàn)肉桂可以通過激活T-beta并限制Foxp3的轉(zhuǎn)錄來促進(jìn)Th1的產(chǎn)生以及減少Treg細(xì)胞的分化,從而增強(qiáng)肺黑色素瘤模型中的抗腫瘤免疫。中藥黃芪為豆科植物蒙古黃芪的根,具有補(bǔ)氣固表、利尿生肌的作用。目前黃芪用于治療慢性腎炎蛋白尿、糖尿病等。Zhang等[22]研究發(fā)現(xiàn)黃芪提取物黃芪甲苷能夠抑制小鼠體內(nèi)Lewis肺癌細(xì)胞的生長,其作用與在體內(nèi)外下調(diào)Treg細(xì)胞比例有關(guān)。
香菇多糖是從香菇子實體中提取純化的活性成分,具有抗腫瘤、抗病毒、調(diào)節(jié)免疫功能等作用[23]。Wang等[24]研究聯(lián)合順鉑和長春瑞賓治療非小細(xì)胞肺癌的73組病例,發(fā)現(xiàn)額外接受香菇多糖治療的38例樣本中Treg細(xì)胞誘導(dǎo)減少,同時香菇多糖可以降低IL-10、TGF-β1并提高IFN-γ、TNF-α、IL-12細(xì)胞因子的表達(dá)。Liu等[25]研究發(fā)現(xiàn)扶正防癌丸聯(lián)用環(huán)磷酰胺可以恢復(fù)CD4+IL17+Th17和CD4+Foxp3+Treg的比例,抑制細(xì)胞因子IL-6、TGF-β、IL-17、IL-23、IFN-γ,以及轉(zhuǎn)錄分子Foxp3、ROR-γt mRNA和信號通路分子SOCS3、JAK2、STAT3的表達(dá),進(jìn)而降低Lewis肺癌細(xì)胞的生長率和轉(zhuǎn)移率。因此,除降低Treg細(xì)胞的比例外,中藥還能通過調(diào)節(jié)Th17/Treg比例平衡以及相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)水平,改善免疫抑制進(jìn)而抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。
中醫(yī)理論認(rèn)為,肝癌多為肝郁脾虛、瘀毒互結(jié)所致,當(dāng)以清熱解毒、健脾理氣為基本療法,早期中藥治療對肝癌預(yù)后轉(zhuǎn)歸具有重要的臨床意義。
靈芝是多孔菌科真菌靈芝的子實體,具有止咳平喘、補(bǔ)氣安神、延年益壽的作用,已作為輔助藥物廣泛用于臨床抗腫瘤治療。靈芝多糖是靈芝的生物活性成分之一,具有多種生物活性,如改善宿主的免疫平衡,以及抗氧化、保肝護(hù)肝等[26]。Li等[27]研究發(fā)現(xiàn)荷瘤小鼠被注射靈芝多糖后,腫瘤中的Treg細(xì)胞比例劑量依賴性地下降。同時,靈芝多糖能夠減少Treg細(xì)胞對Teff細(xì)胞的抑制作用,并通過增加miR-125b表達(dá)抑制Notch 1和Foxp3的表達(dá),顯著抑制荷瘤小鼠中H22肝癌細(xì)胞的生長。這項研究結(jié)果表明,中藥可以通過減少Treg細(xì)胞的比例和活性降低其對Teff細(xì)胞的抑制作用,從而增強(qiáng)抗腫瘤活性。
去甲斑螯素聯(lián)合薏苡籽油被用于治療原發(fā)性惡性腫瘤,包括肺癌、肝癌、乳腺癌等。去甲斑螯素提取自水泡甲蟲的干燥體,薏苡籽油來自薏苡的種子。Wang等[28]研究發(fā)現(xiàn)去甲斑螯素聯(lián)合薏苡籽油通過下調(diào)小鼠腫瘤組織中Treg比例,降低Foxp3的表達(dá),并下調(diào)荷瘤小鼠血清中CTLA-4數(shù)量和與Treg相關(guān)的細(xì)胞因子IL-10和TGF-β細(xì)胞因子水平,從而促進(jìn)HepG2細(xì)胞的凋亡,抑制HepG2肝癌細(xì)胞的生長,有效抑制荷瘤小鼠的腫瘤生長。Foxp3作為Treg細(xì)胞的主轉(zhuǎn)錄因子,在Treg細(xì)胞的標(biāo)記和分化中起到重要的作用。降低Foxp3的表達(dá)能顯著下調(diào)Treg細(xì)胞的比例,提高抗腫瘤免疫反應(yīng)。
甘草多糖是從中國傳統(tǒng)中草藥甘草中提取的活性成分,具有多種藥理作用。He等[29]研究發(fā)現(xiàn)甘草多糖可顯著降低H22肝癌荷瘤小鼠腫瘤微環(huán)境和脾臟淋巴結(jié)細(xì)胞中Treg細(xì)胞的百分比,下調(diào)淋巴結(jié)中Foxp3、IL-10mRNA的表達(dá)以及降低血清中IL-10、TGF-β水平。此外,He等還觀察到甘草多糖的治療能升高血清中IL-2和IL-12p70濃度,從而平衡Th1/Th2細(xì)胞因子水平,這可能是降低Treg比例的另一種機(jī)制。
半枝蓮提取物是一種有效的肝癌抑制劑,能有效地改善荷瘤小鼠的免疫功能。Kan等[30]研究半枝蓮提取物潛在的免疫調(diào)節(jié)功能時,發(fā)現(xiàn)其可以在體外抑制HepG2細(xì)胞的增殖,還可以抑制荷瘤小鼠H22肝癌細(xì)胞的生長。它能下調(diào)Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞的數(shù)量,并降低IL-10、TGF-β和IL-17A等細(xì)胞因子水平。因此,半枝蓮提取物的肝癌抑制功能可能與下調(diào)Treg細(xì)胞和調(diào)節(jié)Th1/Th17免疫反應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)活性有關(guān)。
Zhang等[31]研究由五種藥材組成的復(fù)合配方松油飲時發(fā)現(xiàn)其通過提高外周血CD4/CD8的比例,降低血清中TGF-β1水平和CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞的比例,增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng),顯著抑制移植肝癌細(xì)胞的生長和肺轉(zhuǎn)移。
青蒿琥酯是傳統(tǒng)中藥青蒿素的衍生物,已在人類患者中用作低毒性的抗瘧疾藥物。越來越多的研究表明,青蒿琥酯具有抗腫瘤活性。Zhang等[32]研究青蒿琥酯治療宮頸癌的療效時發(fā)現(xiàn),宮頸癌小鼠的外周血中Treg細(xì)胞百分比顯著上調(diào),而青蒿琥酯能夠逆轉(zhuǎn)這種增高,但不抑制T細(xì)胞中Foxp3的表達(dá),達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)體免疫的作用。宮頸癌細(xì)胞加入青蒿琥酯培養(yǎng)后其上清液中T細(xì)胞低表達(dá)Foxp3,這可能與宮頸癌中PEG2誘導(dǎo)和分泌的抑制有關(guān)。
香紫蘇醇首先在植物薰衣蘇草中分離出來,屬于二環(huán)雙萜內(nèi)酯,表現(xiàn)出抗微生物活性和對白血病細(xì)胞系具有顯著的細(xì)胞毒作用。Noori等[33]通過腫瘤內(nèi)直接注射香紫蘇醇評估其免疫治療效果。香紫蘇醇顯示出較強(qiáng)的IFN-γ產(chǎn)生能力并顯著降低CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞的水平,提高癌癥免疫療法的功效。
黃酮類柚皮素是一種主要存在于柚子、葡萄中的成分。Qin等[34]研究發(fā)現(xiàn)口服柚皮素顯著減少了肺部轉(zhuǎn)移性腫瘤的數(shù)量,延長了腫瘤切除小鼠的生存期,其作用可能與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞下調(diào)引起的免疫抑制減緩有關(guān)。
雷公藤是一種傳統(tǒng)植物藥,早期被用作殺蟲劑,后發(fā)現(xiàn)其在治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中有顯著療效。Liu等[35]研究雷公藤的活性成分雷公藤內(nèi)酯時,發(fā)現(xiàn)其能夠通過降低Treg細(xì)胞比例,下調(diào)B16-F10細(xì)胞荷瘤小鼠的脾臟和腋窩淋巴結(jié)中Foxp3的水平以及限制小鼠外周血中IL-10的水平,從而發(fā)揮抗腫瘤活性。
葡萄中的天然產(chǎn)物白藜蘆醇具有免疫調(diào)節(jié)和抗腫瘤作用。Yang等[36]研究白藜蘆醇的抗腫瘤活性時觀察到,白藜蘆醇能夠下調(diào)Treg細(xì)胞并抑制TGF-β分泌。Min Ho Jeong等[37]研究白藜蘆醇類似物時發(fā)現(xiàn),Treg細(xì)胞在HS-1973荷瘤小鼠的腫瘤組織以及脾臟組織中顯著降低,有助于增強(qiáng)腫瘤特異性細(xì)胞毒T細(xì)胞的反應(yīng)。
沒食子酸廣泛存在于掌葉大黃、山茱萸等植物中,在生物、醫(yī)藥、食品、化工等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。Lee等[38]研究發(fā)現(xiàn),沒食子酸抑制Treg向腫瘤微環(huán)境遷移,下調(diào)Treg細(xì)胞和Foxp3表達(dá),從而降低EL-4淋巴瘤的生長并改善患者的長期存活率。
6-姜酚是生姜的主要成分,是生姜辛辣味道的主要來源,用作香料和傳統(tǒng)醫(yī)藥。據(jù)報道,6-姜酚具有許多藥理作用,包括預(yù)防癌癥活性。Ju等[39]研究6-姜酚對實體瘤的抗腫瘤免疫反應(yīng)的影響時發(fā)現(xiàn),6-姜酚治療荷瘤小鼠導(dǎo)致CD4、CD8T細(xì)胞以及B220+B細(xì)胞大量浸潤,但降低了CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞的數(shù)量,從而能夠改善荷瘤小鼠的免疫功能。
中藥及其有效成分發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用應(yīng)用于腫瘤治療目前已受到越來越多的關(guān)注與重視。中藥及其有效成分通過下調(diào)Treg細(xì)胞的比例、降低Treg細(xì)胞的活性、抑制Foxp3基因的表達(dá),抑制TGF-β、IL-10等細(xì)胞因子的分泌,調(diào)節(jié)Th17/Treg細(xì)胞比例從而降低Treg細(xì)胞的免疫抑制作用,增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答,逆轉(zhuǎn)腫瘤免疫逃逸,增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤活性,抑制腫瘤生長,改善患者的生存質(zhì)量,延長患者生存時間。研究中藥對Treg細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用,為中藥的免疫治療提供新的藥理學(xué)基礎(chǔ),同時也為腫瘤臨床治療研究提供新思路、新方法。在未來,基于中藥對腫瘤環(huán)境的免疫調(diào)節(jié)作用和全面的免疫狀態(tài)分析,可以建立對個體患者的精準(zhǔn)免疫藥物治療,包括對Treg細(xì)胞的靶向治療,從而極大地提高腫瘤的治療效果。對于中藥中含有的對Treg細(xì)胞具有調(diào)節(jié)作用的活性成分的鑒定和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,也有可能產(chǎn)生全新的腫瘤免疫治療藥物。